组合机床的电气控制系统设计.doc

目 录 第一章 设计概述 1 1.1 组合机床的概述 1 1.2 设计要求 1 第二章 组合机床的电气控制线路设计 2 2.1 选择并确定控制方案 2 2.2 确定机床的工作循环 2 2.3 确定液压动力滑台系统的工作过程 4 2.4 机床电气传动的特点及控制要求 5 2.5 机床电气控制线路设计 6 2.6 选择电气元件 7 2.7 制定电动机和电气元件明细表 11 第三章 组合机床的可编程控制器控制系统的设计 13 3.1 在设计可编程控制器系统时，应遵循以下基本原则 13 3.2 工艺要求及动作流程 13 3.3 PLC选型 13 3.4 I/O点地址编号及硬件接线 14 3.5 软件编制 15 第四章 总结 17 第五章 参考文献 18 第一章 设计概述 1.1 组合机床的概述 组合机床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同时加工，由通用部件和专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它的电气控制线路是将各个部件组合成一个统一的循环系统。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削及磨削等工序。组合机床用于大批量生产。 组合机床的控制系统大多采用机械、液压或气动、电气相结合的控制方式。其中，电气控制又起中枢连接的作用。因此，应分析组合机床电气控制系统与机械、液压或气动部分的相互关系。 1.2 设计要求 设计两面加工组合机床的电气控制线路及其可编程控制器的控制系统。 要求如下： 1）能按照本组最终要求合理设计继电器电气原理图，PLC电气原理图，再做成控制板，最后连线试验。 2）要求上交1份设计说明书，2张图纸，测试结果。 第二章 组合机床的电气控制线路设计 2.1 选择并确定控制方案 组合机床组成部件不是一成不变的，它将随着生产力的向前发展而不断更新，因此与相适应的电气控制线路也随着更新换代，目前主要有以下两种： 机械动力滑台控制线路 机械动力滑台和液压动力滑台都是完成进给运动的动力部件，两者区别仅在于进给的驱动方式不同。动力滑台与动力头相比较，前者配置成的组合机床较动力头更为灵活。在动力头上只能安装多轴箱，而动力滑台还可以安装各种切削头组成的动力头，用来组成卧式、立式组合机床，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角和攻螺纹等工序，安装分级进给装置后，也可用来钻深孔。一般机械动力滑台由滑台、机械滑座及双电动机（快速电动机和进给电动机）传动装置三部分组成。滑台进给运动的自动循环是通过传动装置将动力传递给丝杆来实现的。 液压动力滑台控制线路 液压动力滑台与机械动力滑台在结构上的区别在于：液压动力滑台的进给运动的借助压力油通过液压缸的前腔和后腔来实现的。液压动力滑台由滑台、滑座及液压缸三部分组成，液压缸驱动滑台在滑座上移动。液压动力滑台也具有前面机械动力滑台的典型自动工作循环过程，它是通过电气控制线路控制液压系统来实现的。滑台的工进速度是通过调整节流调速阀进行无级调速的。电气控制一般采用行程原则、时间原则控制方式及压力控制方式。 组合机床电气控制系统总的特点，是它的基本电路可根据通用部件的典型控制电路和一些基本控制环节组成，再按加工、操作要求以及自动循环过程，无须或只要作少量修改综合而成。 本设计采用一个液压动力滑台和两个铣削动力头来实现两面加工的组合机床电气控制电路。 2.2 确定机床的工作循环 组合相床由底座、床身、液压动力滑台、铣削动力头、液压站等通用部件以及有关的专用部件组成，如图2-1所示。组合机床的工作循环如图2-2所示。 1—左电动机；2—左变速箱；3—液压缸；4—右变速箱；5—右电动机；6—滑台； 7—工件；8—夹具；9—机座 图2-1 组合机床结构示意图 图2-2 组合相床工作循环图 加工时，工件随夹具安装在液压动力滑台上，当发出加工指令后，工作台作快速进给，工作接近动力头时，工作台改为工作进给速度进给，同时，左铣削动力头启动加工，当进给到一定位置时，右动力头也启动两面同时加工，直至终点时工作进给停止，两动力头停转，经死挡铁停留后，液压动力滑台快速退回原位并停止，工作循环结束。 2.3 确定液压动力滑台系统的工作过程 图2-3 液压动力滑台的液压系统图 液压系统工作过程如下。 快速趋进 液压泵电动机启动后，按SB3按钮发出滑台快速移动信号，电磁铁YV1得电，三位五通电磁阀向右移，控制油路开通，控制三位五通液控换向阀向右移，接通工作油路，压力经过行程阀进入液压缸大腔，而小腔内回油经过三位五通液控换向阀、单向阀、行程阀再进入大腔，液压缸体、滑台、获得向前快速移动。 工作进给 滑台快速移动到工件接近铣削动力头时，滑台上的挡铁压下行程阀，切断压力油通路，此时压力油只能通过调速阀进入液压缸大腔，减少进油量，降低滑台移动速度，滑台转为工进进给。此时由于负载增加，工作油路油压升高，顺序阀打